沉井施工计算书

沉井施工计算书沉井施工计算书 计算依据： 1、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》 CECS 137∶2015 2、《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011 3、《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-2007 4、《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011 5、《建筑施工计算手册》江正荣编著 6、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著 7、《地基与基础》第三版 一、参数信息一、参数信息 1 1、基本参数、基本参数 沉井截面类型 沉井入土深度 Hw(m) 矩形沉井尺寸(m)长 Ls×宽 Bs 沉井下沉过程中顶部附加荷载标准值 Gj(KN) 沉井方式 沉井水平配筋 钢筋自重标准值 G1k(kN/m ) 3 矩形 7 10×8 沉井总高度 H(m) 沉井首节高度 Hs(m) 沉井壁厚度 t(m) 沉井使用过程中附加荷载(包含底板自 重、设备等)标准值 Gf(kN) 地下水位深度 ha(m) 沉井竖向配筋 混凝土自重标准值 G2k(kN/m ) 3 8 3 0.5 10000 排水下沉 HRB335 16@200 1 3 HRB335 16@200 24 沉井总体示意图 二、砂垫层铺设厚度验算二、砂垫层铺设厚度验算 沉井承垫材料： 砂的天然容重 γs(kN/m )： 3 垫木 20 垫木宽度 L(m)： 砂垫层的压力扩散角 θ(°)： 砂垫层底部地基承载力设计值 [P](kPa)： 2 25 砂垫层厚度 h0(m)：0.5150 砂垫层计算简图 沉井第一节沿井壁单位长度重量：G0=tHs(G2k+G1k)=0.5×3×(24+1)=37.5kN/m 砂垫层底部荷载计算值： P=G0/(2h0tanθ+L)+γsh0=37.5/(2×0.5×tan25°+2)+20×0.5=25.205kpa≤[P]=150kpa 满足要求！ 三、垫架拆除井壁强度验算三、垫架拆除井壁强度验算 两支承点之间最大距离 L1(m)：7支承点距端部的距离 L2(m)：1.5 矩形沉井按 4 点支承： 沉井垫架拆除示意图 沉井在开始下沉特别是在抽垫木时，井壁会产生较大的弯曲应力。 沉井井壁抗弯按深受梁考虑，参考 GB50010-2010附录 G，深受梁计算第 G.0.8条，0.2Hs范围内纵向受力实际钢筋面积经计算：A s 底部=A s顶部 =1608.495mm2 支座弯矩 M 支：M支=-G0L2 2/2-G0(Bs/2-t)(L2-t/2)=-37.5×1.52/2-37.5×(8/2- 0.5)×(1.5-0.5/2)=-206.25kN·m 跨中弯矩 M 中：M中=G0L1 2/8-M 支=37.5×7 2/8-206.25=23.438kN·m 将沉井结构按深梁结构进行验算，根据《混凝土结构设计规范》，计算如 下： h0 跨中=Hs-0.1×Hs=3-0.1×3=2.7m 取 fy×As=f y×A s，则 x=00.2h0，取 x=0.2h0=0.2×2.7=0.54m αd 跨中=0.8+0.04×L1/Hs=0.8+0.04×7/3=0.893 z 跨中=αd跨中×(h0跨中-0.5×x)=0.893×(2.7-0.5×0.54)=2.171m As 底部=M跨中/(fy×z跨中)=23.438×10 6/(300×2170.8)=35.989mm2 As 底部=35.989mm 2≤A s 底部=1608.495mm 2 满足要求！ h0 支座=Hs-0.2×Hs=3-0.2×3=2.4m 取 fy×As=f y×A s，则 x=00.2h0，取 x=0.2h0=0.2×2.4=0.48m αd 支座=0.8+0.04×L1/Hs=0.8+0.04×7/3=0.893 z 支座=αd支座×(h0支座-0.5×x)=0.893×(2.4-0.5×0.48)=1.93m As 顶部=M支/(fy×z支座)=206.25×10 6/(300×1929.6)=356.291mm2 As 顶部=356.291mm 2≤A s 顶部=1608.495mm 2 满足要求！ 四、沉井下沉验算四、沉井下沉验算 沉井下沉计算土层参数： 序号 1 2 3 土名称 填土 粉土 粗砂 土厚度 hs(m) 3 16 5 井壁与土的摩阻系数 fk(kN/m ) 22 26 23 2 土的极限承载力 fu(KN/m ) 100 300 300 2 沉井下沉力系平衡图 当沿沉井深度土层为多类别时，单位摩阻力可取各层土单位摩阻力标准值的 加权平均值。 单位摩阻力 fka：fka=Σ1nfkihsi/Σ1nhsi=(3×22+4×26)/7=24.286kPa 沉井自重标准值 G：G=(2Bs+2Ls-4t)tH(G2k+G1k)=(2×8+2×10- 4×0.5)×0.5×8×(24+1)=3400kN 沉井下沉重力标准值（包括沉井顶部附加荷载）Gk： Gk=G+Gj=3400+1000=4400kN 由于沉井排水下沉，下沉过程中水的浮托力标准值 Ffw ，k=0 假定摩阻力随土深而加大，并在 5m 深时达到最大值，5m 以下时，保持常 值。 井壁总摩阻力标准值 Ffk： Ffk=(2Bs+2Ls)(Hw-2.5)fka=(2×8+2×10)×(7-2.5)×24.286=3934.286kN 下沉系数 kst：kst=(Gk-Ffw ，k)/Ffk=(4400-0)/3934.286=1.118 kst=1.118≥1.05 下沉满足要求！ 五、沉井下沉稳定性验算五、沉井下沉稳定性验算 刃脚斜面水平投标宽度 c(m)0.2刃脚踏面宽度 b(m)0.35 由沉井下沉验算章节可知,沉井下沉重力标准值（包括沉井顶部附加荷载） Gk=4400kN 沉井下沉过程中水的浮托力标准值 Ffw ，k=0kN 井壁总摩阻力标准值 Ffk=3934.286kN 刃脚反力 R： R=(b+c)(2Ls+2Bs-4t)fu=(0.35+0.2)×(2×10+2×8-4×0.5)×300=5610kN 下沉稳定系数 kst ，s=(Gk-Ffw，k)/(Ffk+R)=(4400-0)/(3934.286+5610)=0.461≤0.9 满足要求！ 六、沉井渗透水量计算六、沉井渗透水量计算 排水后沉井内地下水深度 h1(m)8土的渗透系数 K(m/d)0.5 单位时间内排水量 Qs(m /d) 3 50 沉井渗水量计算简图 由于沉井四侧为混凝土壁，计算时可假定为一深井，其渗透水量计算如下： 水渗流的截面积 A： A=(Bs-2t)(Ls-2t)=(8-2×0.5)×(10-2×0.5)=63m2 水力坡度 i：i=(h1-ha)/(h1-ha+2h3)=(8-3)/(8-3+2×0.5)=0.833 单位时间内渗透水量 Q：Q=K×A×i=0.5×63×0.833=26.25m3/d≤Q s=50m3/d 满足要求！ 七、沉井封底验算七、沉井封底验算 混凝土附加厚度 hu(m) 混凝土抗拉强度设计值 ft(N/mm ) 2 0.4 1.43 封底混凝土强度等级 封底混凝土总厚度 ht(m) C30 1.2 本计算书默认沉井封底为